«Нет в мире непознаваемых вещей, а есть только вещи, еще не познанные, которые будут раскрыты и познаны силами науки и практики», — говорит И. В. Сталин.
Таких явлений, еще не полностью разгаданных наукой, немало и в истории Земли. Одно из них — это Великое оледенение. Никто из учёных не сомневается в том, что и оно действительно было, настолько убедительны оставленные им следы. Но почему оно возникло? Какие причины вызвали появление и исчезновение на громадных территориях Европы, Азии, Америки огромных ледниковых покровов, которые при средней толщине в один километр заняли на земном шаре площадь около 52 миллионов квадратных километров, в три раза больше площади всех современных ледников? Какие причины благоприятствовали накоплению льда объёмом в 52 миллиарда кубических километров, которое понизило уровень океана по вычислениям одних учёных на 150 м2 а по вычислению других на 300 м2.
В науке существуют различные гипотезы (научные предположения), объясняющие причины оледенения.
В общем попытки объяснить причины оледенения сводятся к тому, что одна группа учёных старается найти их вне пределов Земли (астрономические гипотезы), другая, наоборот, считает, что эти причины находятся в теснейшей зависимости от изменений самой Земли.
В основе всех астрономических гипотез лежит вычисление количества тепла, получаемого от Солнца, в зависимости от того, увеличивается или уменьшается расстояние между Землёй и Солнцем. Так как это явление совершается с астрономической точностью, то изменения в количестве тепла, получаемого Землёй от Солнца, были высчитаны за период времени в 600 000 лет. В результате получились периоды похолодания и потепления, которые довольно хорошо совпали как по числу, так и по продолжительности с тем, что было получено при помощи геологических данных. Широким распространением одно время пользовалась гипотеза изменения солнечной радиации (излучения). Многие ученые, подтверждая правильность гипотезы солнечного излучения, полагают, однако, что только им одним нельзя объяснить появление оледенений таких крупных размеров, какие были в четвертичном периоде.
Некоторые учёные думают, что климат зависит от количества углекислоты и водяных паров в воздухе (атмосфере), окружающем Землю, которые подобно стёклам парника свободно пропускали к Земле световые лучи Солнца и задерживали тепловые лучи, отражающиеся от нагретой поверхности Земли. Поэтому чем больше углекислоты в атмосфере, тем теплее, а чем меньше — тем холоднее. Количество углекислоты и водяных паров изменяется. Углекислота поступает в атмосферу в огромных количествах при вулканических извержениях и затем поглощается растениями. Поэтому в периоды после наиболее сильной деятельности вулканов климат становился тёплым, а затем охлаждался. Эти учёные высчитали, что если бы количество углекислоты увеличилось по сравнению с современным в 2—3 раза, то наступило бы повышение температуры на 8—9°, а если бы уменьшилось в 2 раза, то температура понизилась бы на 4—5°; этого было бы достаточно для того, чтобы в средних широтах наступило оледенение.
Другие учёные видят причину оледенения в ином распределении суши и моря или в изменении тёплых морских течений. Так указывалось, что оледенение Европы можно связать с другим, чем теперь, направлением тёплого течения Гольфштрома, которому препятствовал омывать северные берега Европы подводный порог в начале четвертичного периода, соединявший между собой Британские и Фарерские острова, Исландию и Гренландию. Поэтому это тёплое течение в ледниковую эпоху из Мексиканского залива уходило в Тихий океан к Панамскому перешейку.
Наконец, многие учёные считают, что изменение климата связано с горообразовательными процессами. Над юрами слой атмосферы тоньше, чем в низинах. Поэтому он беднее там и углекислотой и водяными парами. Эти участки представляют как бы дыры в парнике, сквозь которые тепло уходит в мировое пространство. Ветры, переносившие влагу (водяные пары), задерживались в горных местностях и увеличивали количество осадков, которые в связи с низкой температурой в горах выпадали в виде снега. Это создавало благоприятные условия для образования ледников, которые затем начинали сползать в низины.
В те периоды истории Земли, когда процессы горообразования затухали, гористый рельеф начинал разрушаться реками, выравниваться и в общем понижаться. Оболочка атмосферы становилась более толстой и равномерной. Климат становился теплее, и ледниковые покровы исчезали, а ледники сохранялись только в полярных странах и высокогорных местностях. Наступало общее потепление климата.
Таковы основные гипотезы, пытающиеся объяснить, почему могло возникнуть на Земле Великое оледенение. Есть еще немало и других, менее известных попыток найти объяснение этому явлению.
Главное возражение со стороны большинства геологов против признания какой-либо гипотезы заключается в том, что ни одна из них не может объяснить повторности (множественности) ледниковых эпох в четвертичном периоде.
Дело в том, что большинство учёных, основываясь главным образом на соображениях геологического характера, а не на истории развития органического мира, считает, что в течение четвертичного периода было полное и многократное исчезновение льдов с тех территорий, которые и теперь свободны от льда, а затем новое появление оледенения. Появление и исчезновение ледниковых покровов, но мнению этих геологов, сопровождалось значительными колебаниями климата, который в межледниковые периоды становился даже теплее современного.
Гипотеза, связывающая оледенение с горообразовательными процессами, хорошо объясняет причины общего охлаждения климата в четвертичном периоде и возникновения ледникового периода в целом. Но эта гипотеза не может объяснить множественности оледенений, так как в четвертичном периоде горообразовательный процесс не повторялся столько раз, сколько повторялись оледенения. Поэтому эта гипотеза объясняет возникновение в четвертичном периоде только одной ледниковой эпохи, в течение которой были временные сокращения ледникового покрова, сменявшиеся новыми его расширениями.
Нужно вместе с тем отметить, что гипотеза, связывающая появление оледенения с горообразовательными процессами, т. е. с изменением рельефа земной поверхности, изменением морей, лишена существенного недостатка, которым страдают все другие гипотезы, а именно того, что все они считают основной причиной оледенения только понижение температуры. Совершенно очевидно, что одного похолодания еще недостаточно, чтобы вызвать оледенение. Кроме этого необходимо еще увеличение осадков (снега). В самом деле, например, в Якутской АССР средняя температура воздуха в январе —50°, 1 (в Верхоянске), а бывают морозы почти в 70°; количество осадков в декабре — феврале там всего 11 мм. Снеговой покров очень тонок (15—49 см). Наибольшее количество осадков за год выпадает в Якутской АССР в Олекминске — 262 мм, а наименьшее в Верхоянске — 128 мм. Заморозков ночью в Якутии не бывает только в июле. Зима продолжается 7 месяцев и все же, несмотря на такие, казалось бы, благоприятные условия, никакого оледенения там нет, но развивается вечная мерзлота, так что почва промерзает на глубину 200 м и оттаивает летом только сверху. В то же время в Новой Зеландии, расположенной в южной части Тихого океана, средняя годовая температура достигает в северной части +14°,9, а в южной +9°,9, но в горных хребтах, достигающих почти 3000 м высоты, развиваются громадные ледники, сползающие почти до подножья гор (215 м над уровнем моря), покрытых тропической растительностью. Это происходит потому, что горные хребты задерживают влагу, приносимую ветрами, и осаждают её до 4000 мм в год на высоте до 2000 м. Понятно, что если бы там средняя годовая температура понизилась, то это привело бы к сплошному оледенению Новой Зеландии.
Таким образом, для развития оледенения недостаточно одного понижения температуры, но необходимо еще и большое количество влаги, которая улавливается горами и осаждается в виде снега. Такие условия действительно могли создаться как в четвертичном, так и в более древние периоды истории Земли в результате горообразовательных процессов и привести в итоге к обширным оледенениям. Следы таких оледенений известны теперь в различные геологические периоды.
Против этой гипотезы возражают, ссылаясь на то, что она не объясняет наличия некоторых дочетвертичных оледенений, обнаруженных пока только в одном полушарии или даже на одном материке. Однако на это можно возразить, что следы древнейших — дочетвертичных — оледенений еще мало изучены и очень возможно, что они просто еще не везде обнаружены.
Хотя наука еще полностью не раскрыла причин оледенения, однако, то, что ею уже установлено, значительно приближает нас к пониманию этою явления и объяснению его на основе законов самой природы. Дальнейшие исследования, несомненно, приведут к полному раскрытию причин Великого оледенения, а вместе с тем и решат вопрос о числе оледенений в четвертичном периоде, ещё раз подтвердив таким образом, что в природе нет непознаваемых вещей.